JP6313140B2 - Communication device and multi-hopping network - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、通信装置及びマルチホッピングネットワークに関する。 Embodiments described herein relate generally to a communication device and a multi-hopping network.
従来、マルチホップネットワークにおける通信経路の形成方法として、通信装置からサーバ(ルートノード)までの通信経路を複数形成する方法が知られている。また、当該方法により形成された複数の通信経路の中から、通信データの転送に用いる通信経路を所定時間毎に切替えることにより、通信品質を維持する方法も知られている。 Conventionally, a method of forming a plurality of communication paths from a communication device to a server (root node) is known as a method of forming a communication path in a multi-hop network. There is also known a method for maintaining communication quality by switching a communication path used for transfer of communication data at predetermined time intervals from a plurality of communication paths formed by the method.
しかしながら、上記従来の方法では、通信装置から所定のサーバまでの通信経路の切替えは可能であるが、所定のサーバが他のサーバに切替えられた場合、サーバの切替えに応じて、所定のサーバまでの通信経路を他のサーバまでの通信経路に切替えたりすることができなかった。 However, in the above conventional method, the communication path from the communication device to the predetermined server can be switched. However, when the predetermined server is switched to another server, the predetermined server is switched according to the server switching. It was not possible to switch the communication path to a communication path to another server.
ルートノードの切替えに応じて通信経路を切替えることができる通信装置及びマルチホッピングネットワークを提供する。 Provided are a communication device and a multi-hopping network capable of switching a communication path according to switching of a route node.
一実施形態に係る通信装置は、マルチホップネットワークを構成する。通信装置は、保持部と、記憶部と、切替え部と、制御部とを備える。保持部は、通信データを保持する。記憶部は、通信経路を特定する識別子と、通信経路における通信データの宛先を示す宛先情報と、を含む経路情報を記憶する。切替え部は、記憶部に記憶された経路情報に基づいて、通信データの転送に使用する通信経路を切替える。制御部は、切替え部により切替えられた通信経路の宛先に対して、通信データを転送する。 A communication device according to an embodiment forms a multi-hop network. The communication device includes a holding unit, a storage unit, a switching unit, and a control unit. The holding unit holds communication data. The storage unit stores path information including an identifier for specifying a communication path and destination information indicating a destination of communication data on the communication path. The switching unit switches a communication path used for communication data transfer based on the path information stored in the storage unit. The control unit transfers the communication data to the destination of the communication path switched by the switching unit.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る通信装置10について、図1〜図6を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置10は、マルチホップネットワークを構成する。マルチホップネットワークは、複数の通信装置(ノード)により構成される、ツリー型のトポロジーを有するネットワークである。マルチホップネットワークにおいて、各種の情報は、通信経路に従って、複数の通信装置の間で転送される。本実施形態において、通信装置10は、使用中の通信経路を、他の通信装置から取得した他のルートノードへの新たな通信経路に切替える。
(First embodiment)
A
まず、本実施形態に係る通信装置10の機能構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る通信装置10の機能構成を示すブロック図である。図1に示すように、この通信装置10は、通信データ保持部1と、通信経路記憶部2と、通信経路切替え部3と、通信制御部4とを備える。
First, the functional configuration of the
通信データ保持部1(以下、「保持部1」という)は、通信データを保持する。通信データは、マルチホップネットワークにおいて、転送の目的とされる任意のデータである。保持部1に保持された通信データは、通信経路に従って、通信装置10から、マルチホップネットワークを構成する他の通信装置へ転送される。
The communication data holding unit 1 (hereinafter referred to as “
通信経路記憶部2(以下、「記憶部2」という)は、経路情報を記憶する。経路情報は、各通信経路に対して設定される情報である。経路情報は、経路識別子と、宛先情報と、インターフェース情報と、優先度情報とを含むが、これに限られない。
The communication path storage unit 2 (hereinafter referred to as “
経路識別子は、各通信経路を特定する情報である。各通信経路にIDが割当てられている場合、経路識別子として当該IDを用いることができる。以下では、ID00(00は任意)により特定される通信経路を、通信経路00という。 The path identifier is information that identifies each communication path. When an ID is assigned to each communication path, the ID can be used as a path identifier. Hereinafter, the communication path specified by ID00 (00 is arbitrary) is referred to as communication path 00.
また、通信装置10からルートノード(最終宛先となる通信装置)までの通信経路が1つだけの場合、経路識別子として、ルートノードのアドレスを用いることができる。具体的には、経路識別子として、サーバアドレスやボーダルータアドレスなどを用いることができる。
When there is only one communication path from the
ここで、図2は、通信装置10が構成するマルチホップネットワークの一例を示す図である。図2のマルチホップネットワークは、4つの通信装置10〜13により構成されている。図2において、ルートノードは通信装置13である。通信装置10からルートノードまでの通信経路は、通信装置11を経由する通信経路01と、通信装置12を経由する通信経路02と、の2つ存在する。
Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a multi-hop network configured by the
図2に示すように、通信装置10からルートノードまでの通信経路が2つある場合、ルートノードアドレスだけでは通信経路を特定できない。このような場合には、経路識別子として、ルートノードまでの複数の通信経路をそれぞれ識別する情報を、ルートノードアドレスと併用してもよい。このような情報として、例えば、RPL Instance IDを用いることができる。RPL Instance IDについては、後述する。
As shown in FIG. 2, when there are two communication paths from the
宛先情報は、通信経路毎に設定された通信データの宛先、すなわち、通信データの転送先となる通信装置を示す情報である。例えば、図2の通信経路01の場合、通信装置10の宛先は、通信装置11である。以下では、「宛先」のことを「次ホップ」という。宛先情報は、例えば、次ホップとなる通信装置のアドレスである。
The destination information is information indicating a communication data destination set for each communication path, that is, a communication device that is a transfer destination of the communication data. For example, in the case of the
インターフェース情報は、通信経路ごと又は次ホップごとに設定された通信インターフェースを示す情報である。インターフェース情報として、通信装置10が備える各通信インターフェースに割当てられたIDや種類を用いることができる。なお、通信装置10が通信インターフェースを1つしか備えない場合、記憶部2はインターフェース情報を記憶しなくてもよい。
The interface information is information indicating a communication interface set for each communication path or for each next hop. As the interface information, an ID or type assigned to each communication interface included in the
優先度情報は、通信経路を通信データの転送に使用するか否かの優先度を示す情報である。優先度情報が示す優先度は、「使用する」及び「使用しない」に対応する2値の優先度であってもよいし、多値の優先度であってもよい。以下では、優先度1は「使用する」に対応し、優先度0は「使用しない」に対応するものとする。1及び0は逆であってもよい。
The priority information is information indicating the priority of whether or not to use the communication path for communication data transfer. The priority indicated by the priority information may be a binary priority corresponding to “use” and “not use”, or may be a multi-value priority. In the following, it is assumed that
ここで、図3は、図2の通信装置10の記憶部2に記憶された経路情報の一例を示す表である。図3の経路情報によれば、通信装置10は、通信経路01を使用しており、通信データを無線で通信装置11に転送する。図3に示すように、記憶部2には、複数の通信経路の経路情報が記憶されていてもよい。
Here, FIG. 3 is a table showing an example of route information stored in the
通信経路切替え部3(以下、「切替え部3」という)は、記憶部2に記憶された経路情報に基づいて、通信データの転送に使用する通信経路を切替える。本実施形態において、切替え部3は、他の通信装置から経路情報を取得し、取得した経路情報と記憶部2に記憶された経路情報とを比較して、使用する通信経路を選択する。切替え部3は、使用する通信経路を選択すると、選択した通信経路の優先度を1に変更し、記憶部2に記憶された他の通信経路の優先度を0に変更する。これにより、通信経路は切替えられる。切替え部3による通信経路の選択方法については後述する。
The communication path switching unit 3 (hereinafter referred to as “switching
通信制御部4(以下、「制御部4」という)は、切替え部3により切替えられた通信経路を使用して、通信データを転送する。制御部4は、まず、記憶部2に記憶された優先度情報を参照し、優先度1の経路情報を取得する。次に、制御部4は、取得した経路情報の宛先情報を参照して次ホップを取得する。そして、制御部4は、取得した次ホップに、通信インターフェースを介して、保持部1に保持された通信データを転送する。通信制御部4が転送する通信データは、他の通信装置から受信した通信データであってもよいし、通信装置10が生成した通信データであってもよい。
The communication control unit 4 (hereinafter referred to as “
記憶部2にインターフェース情報が記憶されている場合、制御部4は、インターフェース情報を参照し、使用する通信経路に設定された通信インターフェースを取得する。制御部4は、取得した通信インターフェースを介して通信データを転送する。これにより、通信装置10が複数の通信インターフェースを備える場合であっても、通信経路に応じて通信インターフェースを使い分けることができる。
When the interface information is stored in the
次に、本実施形態に係る通信装置10のハードウエア構成について、図4を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置10は、コンピュータを備え、無線又は有線によるデータの通信が可能な装置である。通信装置10は、例えば、サーバ、ルータ、センサ、スマートフォン、及びスマートメータであるが、これに限られない。いずれの場合も、通信装置10は、コンピュータによりプログラムを実行することにより、上述の各機能構成を実現する。
Next, the hardware configuration of the
ここで、図4は、本実施形態に係る通信装置10のハードウエア構成を示すブロック図である。図4に示すように、この通信装置10は、CPU101と、入力装置102と、表示装置103と、通信インターフェース104と、主記憶装置105と、外部記憶装置106とを備え、これらはバス107により相互に接続されている。
Here, FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the
CPU(中央演算装置)101は、主記憶装置105上で、通信プログラムを実行する。通信プログラムとは、通信装置10の各機能構成を実現するプログラムのことである。CPU101が、通信プログラムを実行することにより、上述の各機能構成は実現される。
A CPU (Central Processing Unit) 101 executes a communication program on the
入力装置102は、通信装置10に外部からデータや命令を入力するための装置である。入力装置102は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパネルなどの、ユーザが直接的に入力するための装置であってもよい。また、入力装置102は、外部装置からの入力を可能にするUSBなどの装置や、ソフトウエアであってもよい。
The
表示装置103は、通信装置10から出力される映像信号を表示するディスプレイである。表示装置103は、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)、CRT(ブラウン管)、及びPDP(プラズマディスプレイ)であるが、これに限られない。保持部1に保持された通信データや、記憶部2に記憶された経路情報などは、この表示装置103により表示することができる。
The
通信インターフェース104は、この通信装置10が、マルチホップネットワークを構成する他の通信装置と通信するための装置である。通信装置10は、通信インターフェース104を介して、他の通信装置と所定の通信方式で無線通信又は有線通信を行う。通信装置10は、例えば、規格や周波数帯域が同一の又は異なる、複数の通信インターフェースを備えてもよい。また、通信装置10は、無線インターフェース及び有線通信インターフェースをそれぞれ備えてもよい。
The
主記憶装置105は、通信プログラムの実行の際に、通信プログラム、通信プログラムの実行に必要なデータ、及び通信プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。通信プログラムは、主記憶装置105上で展開され、実行される。主記憶装置105は、例えば、RAM、DRAM、SRAMであるが、これに限られない。保持部1及び記憶部2は、この主記憶装置105上及び外部記憶装置106上の少なくとも一方に構築される。また、主記憶装置105は、コンピュータのOS、BIOS、及び各種のミドルウエアを記憶してもよい。
The
外部記憶装置106は、通信プログラム、通信プログラムの実行に必要なデータ、及び通信プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。これらのプログラムやデータは、通信プログラムの実行の際に、主記憶装置105に読み出される。外部記憶装置106は、例えば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、及び磁気テープであるが、これに限られない。
The
なお、通信プログラムは、コンピュータに予めインストールされていてもよいし、CD−ROMなどの記憶媒体に記憶されていてもよい。また、通信プログラムは、インターネット上にアップロードされていてもよい。通信装置10は、入力装置102及び表示装置103を備えない構成も可能である。
The communication program may be installed in advance in the computer or may be stored in a storage medium such as a CD-ROM. The communication program may be uploaded on the Internet. The
次に、本実施形態に係る通信装置10の動作について、図5及び図6を参照して説明する。ここで、図5は、通信装置10が構成するマルチホップネットワークの一例を示す図である。また、図6は、本実施形態に係る通信装置10の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
図5のマルチホップネットワークは、5つの通信装置10〜14により構成されている。図5において、通信装置13,14は、通信データを収集するサーバ(ルートノード)である。通信装置10の記憶部2は、動作の開始時点において、図3に示した経路情報を記憶しているものとする。また、図6のフローチャートは、新たに受信した経路情報に対する優先度が高く設定されるポリシーに従った動作を示す。
The multi-hop network of FIG. 5 includes five communication devices 10-14. In FIG. 5,
ステップS1において、切替え部3は、通信インターフェース104を介して、他の通信装置から経路情報を取得する。他の通信装置は、通信装置10の次ホップである通信装置11であってもよいし、サーバである通信装置13であってもよい。なお、通信装置10が取得する経路情報は、優先度情報は含まなくてもよい。
In step S <b> 1, the
ステップS2において、切替え部3は、取得した経路情報が新たな経路情報であるか判定する。新たな経路情報とは、記憶部2に記憶されていない経路情報のことである。具体的には、切替え部3は、取得した経路情報の経路識別子と、記憶部2に記憶された経路情報の識別子とを比較する。切替え部3は、取得した経路情報の経路識別子と、記憶部2に記憶された経路情報の識別子と、が一致しない場合、取得した経路情報を新たな経路情報と判定する。
In step S2, the
取得した経路情報が新たな経路情報でない場合(ステップS2のNO)、すなわち、取得した経路情報が通信経路01又は通信経路02の経路情報であった場合、処理は終了する。以降、制御部4は、通信経路01を使用して通信データを転送する。
If the acquired route information is not new route information (NO in step S2), that is, if the acquired route information is the route information of the
これに対して、取得した経路情報が新たな経路情報である場合(ステップS3のYES)、処理はステップS3に進む。ここで、切替え部3が取得した新たな経路情報は、通信経路03の経路情報であるものとする。通信経路03は、図5において破線で示した通信経路である。通信経路03のルートノードは通信装置14であり、次ホップは通信装置12である。
On the other hand, when the acquired route information is new route information (YES in step S3), the process proceeds to step S3. Here, it is assumed that the new route information acquired by the
ステップS3において、切替え部3は、新たな経路情報を有する通信経路03を、通信データの転送に使用する通信経路として選択する。
In step S3, the
ステップS4において、記憶部2は、切替え部3が選択した通信経路03の経路情報を記憶する。通信経路03の経路情報には優先度情報が含まれない場合、優先度情報は空値となる。
In step S4, the
ステップS5において、切替え部3は、通信経路03の優先度を1に変更する。また、切替え部3は、通信経路01,02の優先度をいずれも0に変更する。これにより、使用する通信経路が通信経路03に切替えられる。
In step S5, the
以降、制御部4は、通信経路03を使用して通信データを転送する。すなわち、制御部4は、通信データを通信経路03の次ホップである通信装置12に転送する。また、制御部4は、取得した経路情報を、通信経路が切替えられた後、他の通信装置に転送してもよい。
Thereafter, the
以上説明した通り、本実施形態によれば、通信装置10は、他の通信装置から取得した経路情報に基づいて、使用する通信経路を切替えることができる。したがって、ルートノードが切替えられた場合、切替えられた新たなルートノードまでの経路情報を通信装置10に入力することにより、通信装置10が使用する通信経路を切替えることができる。このため、サーバの異常や、通信装置間の接続性の悪化により、通信装置10からルートノードへの通信データの転送に不具合が生じた場合であっても、ルートノードを他の通信装置に切替えることにより、通信装置10の通信データを容易に収集することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
具体的には、通信装置10からサーバ13への通信データの転送に不具合が生じた場合、代替サーバ14をマルチホップネットワークに接続する。そして、代替サーバ14から、直接又は他の通信装置12を経由して、通信経路03の経路情報を通信装置10に入力する。これにより、通信装置10は使用する通信経路を自動的に通信経路03に切替え、代替サーバ14に通信データを転送する。したがって、通信装置10の通信データを代替サーバ14により収集することができる。
Specifically, when a failure occurs in the transfer of communication data from the
なお、本実施形態において、経路情報が多値の優先度を示す優先度情報を含む場合、切替え部3は、新たな経路情報を有する通信経路のうち、優先度が高い通信経路を、通信データの転送に使用する通信経路として選択してもよい。ここでいう優先度が高い通信経路とは、例えば、優先度が所定値以上の通信経路、記憶部2に経路情報を記憶された通信経路よりも優先度が高い通信経路、又は使用中の通信経路よりも優先度が高い通信経路のことである。
In the present embodiment, when the route information includes priority information indicating multi-value priority, the
(第2実施形態)
第2実施形態に係る通信装置10について、図7及び図8を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置10は、切替え指示情報に応じて通信経路を切替える。
(Second Embodiment)
A
まず、第2実施形態に係る通信装置10の機能構成について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係る通信装置10の機能構成を示すブロック図である。図7に示すように、この通信装置10は、切替え指示情報取得部5を備える。他の構成は第1実施形態と同様である。
First, the functional configuration of the
切替え指示情報取得部5(以下、「取得部5」という)は、切替え指示情報を取得する。切替え指示情報とは、使用中の通信経路を、所定の通信経路へ切替えることを指示する情報である。以下、切替え指示情報が指示される通信経路を切替え指示経路という。切替え指示情報には、切替え指示経路を特定する経路識別子が含まれる。切替え指示情報として、例えば、所定の条件を満たすように経路情報の一部に変更を加えた情報を用いることができる。具体的には、RPLにおけるランク値を所定の値に設定したDODAG情報を、切替え指示情報として用いることができる。DODAG情報については後述する。また、切替え指示情報として、所定のフォーマットの経路情報を用いることもできるが、切替え指示情報はこれに限られない。 The switching instruction information acquisition unit 5 (hereinafter referred to as “acquisition unit 5”) acquires switching instruction information. The switching instruction information is information that instructs to switch a communication path in use to a predetermined communication path. Hereinafter, a communication path for which switching instruction information is instructed is referred to as a switching instruction path. The switching instruction information includes a path identifier that identifies the switching instruction path. As the switching instruction information, for example, information obtained by changing a part of the route information so as to satisfy a predetermined condition can be used. Specifically, DODAG information in which the rank value in RPL is set to a predetermined value can be used as switching instruction information. The DODAG information will be described later. Further, route information in a predetermined format can be used as the switching instruction information, but the switching instruction information is not limited to this.
本実施形態に係る通信装置10のハードウエア構成は、第1実施形態と同様である。コンピュータが通信プログラムを実行することにより、取得部5の機能構成は実現される。
The hardware configuration of the
次に、本実施形態に係る通信装置10の動作について、図8を参照して説明する。図8は、本実施形態に係る通信装置10の動作を示すフローチャートである。以下では、通信装置10は、図5のマルチホップネットワークを構成し、動作の開始時点において、通信経路01,03の経路情報を記憶し、通信経路01を使用しているものとする。
Next, the operation of the
ステップS6において、取得部5は、通信装置10が通信インターフェース104を介して他の通信装置から受信した情報の中から、切替え指示情報を取得する。他の通信装置は、通信装置10の次ホップである通信装置11であってもよいし、サーバである通信装置13であってもよい。
In step S <b> 6, the acquisition unit 5 acquires switching instruction information from information received by the
ステップS7において、切替え部3は、取得部5が取得した切替え指示情報の切替え指示経路が、使用中の通信経路であるか判定する。切替え部3は、切替え指示経路の経路識別子と、使用中の通信経路を特定する経路識別子とを比較し、両者が一致する場合、切替え指示経路は使用中の通信経路であると判定する。
In step S <b> 7, the
切替え指示経路が使用中の通信経路である場合(ステップS7のYES)、すなわち、切替え指示経路が通信経路01である場合、処理は終了する。以降、制御部4は、通信経路01を使用して通信データを転送する。
If the switching instruction path is a communication path in use (YES in step S7), that is, if the switching instruction path is the
これに対して、切替え指示経路が使用中の通信経路でない場合(ステップS7のNO)、すなわち、切替え指示経路が通信経路02,03である場合、処理はステップS8に進む。
On the other hand, if the switching instruction route is not a busy communication route (NO in step S7), that is, if the switching instruction route is the
ステップS8において、切替え部3は、切替え指示経路が記憶部2に経路情報を記憶された通信経路であるか判定する。切替え部3は、切替え指示経路の経路識別子と、記憶部2に記憶された経路情報の経路識別子とをそれぞれ比較し、両者が一致する場合、切替え指示経路の経路情報は記憶部2に記憶されていると判定する。
In step S <b> 8, the
切替え指示経路の経路情報が記憶部2に記憶されていない場合(ステップS8のNO)、すなわち、切替え指示経路が通信経路02である場合、処理は終了する。以降、制御部4は、通信経路01を使用して通信データを転送する。
If the path information of the switching instruction path is not stored in the storage unit 2 (NO in step S8), that is, if the switching instruction path is the
これに対して、切替え指示経路の経路情報が記憶部2に記憶されている場合(ステップS8のYES)、すなわち、切替え指示経路が通信経路03である場合、処理はステップS9に進む。 On the other hand, if the path information of the switching instruction path is stored in the storage unit 2 (YES in step S8), that is, if the switching instruction path is the communication path 03, the process proceeds to step S9.
ステップS9において、切替え部3は、切替え指示経路03を、通信データの転送に使用する通信経路として選択する。
In step S9, the
ステップS10において、切替え部3は、切替え指示経路03の優先度を1に変更する。また、切替え部3は、通信経路01の優先度を0に変更する。これにより、使用する通信経路が通信経路03に切替えられる。
In step S10, the
以降、制御部4は、通信経路03を使用して通信データを転送する。すなわち、制御部4は、通信データを通信経路03の次ホップである通信装置12に転送する。また、制御部4は、切替え指示情報を、通信経路が切替えられた後、他の通信装置に転送してもよい。
Thereafter, the
以上説明した通り、本実施形態によれば、通信装置10は、他の通信装置から取得した切替え指示情報に基づいて、使用する通信経路を切替えることができる。切替えられる通信経路は、予め記憶部2に経路情報を記憶されているため、通信経路の経路情報を記憶部2に記憶させる時間が不要となり、短時間で通信経路を切替えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
(第3実施形態)
第3実施形態に係る通信装置10について、図9及び図10を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置10は、通信経路の接続性に応じて通信経路を切替える。
(Third embodiment)
A
まず、第3実施形態に係る通信装置10の機能構成について、図9を参照して説明する。図9は、本実施形態に係る通信装置10の機能構成を示すブロック図である。図9に示すように、この通信装置10は、接続情報収集部6を備える。他の構成は第1実施形態と同様である。
First, the functional configuration of the
接続情報収集部6(以下、「収集部6」という)は、接続情報を収集する。接続情報とは、通信経路の接続性を示す情報である。接続情報は、接続性の有無を示す情報であってもよいし、接続性の強さを示す情報であってもよい。接続情報として、例えば、通信データの転送に失敗した回数や、ICMPのエラー通知を用いることができるが、接続情報はこれに限られない。
The connection information collection unit 6 (hereinafter referred to as “
本実施形態に係る通信装置10のハードウエア構成は、第1実施形態と同様である。コンピュータが通信プログラムを実行することにより、収集部6の機能構成は実現される。
The hardware configuration of the
次に、本実施形態に係る通信装置10の動作について、図10を参照して説明する。図10は、本実施形態に係る通信装置10の動作を示すフローチャートである。以下では、通信装置10は、図5のマルチホップネットワークを構成し、動作の開始時点において、通信経路01,02,03の経路情報を記憶し、通信経路01を使用しているものとする。また、通信経路01,02は接続不能、通信経路03は接続可能であるものとする。
Next, the operation of the
ステップS11において、収集部11は、使用中の通信経路01の接続性を示す接続情報を収集する。収集部6は、接続情報を他の通信装置から収集してもよいし、通信データの転送結果の履歴情報などから生成してもよい。他の通信装置は、通信装置10の次ホップである通信装置11であってもよいし、サーバである通信装置13であってもよい。
In step S11, the
ステップS12において、切替え部3は、収集部6が収集した接続情報に基づいて、使用中の通信経路01は接続可能であるか判定する。すなわち、切替え部3は、使用中の通信経路01を用いて通信データをサーバである通信装置13まで転送可能であるか判定する。
In step S <b> 12, the
切替え部3は、例えば、接続情報が示す接続性と所定の閾値とを比較して当該判定を行う。例えば、接続情報が所定期間に通信データの転送に失敗した回数である場合、切替え部3は、転送に失敗した回数と、所定の閾値とを比較し、失敗した回数が閾値以上の場合、通信経路01は接続不能と判定する。あるいは、切替え部3は、ICMPのエラー通知の有無に基づいて、接続可能か判定してもよい。
For example, the
使用中の通信経路01が接続可能である場合(ステップS12のYES)、処理は終了する。以降、制御部4は、通信経路01を使用して通信データを転送する。
If the
これに対して、使用中の通信経路01が接続不能である場合(ステップS12のNO)、処理はステップS13に進む。
On the other hand, when the
ステップS13において、切替え部3は、使用中の通信経路以外の通信経路(他の通信経路)の経路情報が、記憶部2に記憶されているか判定する。
In step S <b> 13, the
記憶部2に他の通信経路の経路情報が記憶されていない場合(ステップS13のNO)、処理は終了する。以降、通信装置10は、マルチホップネットワークから切断される。あるいは、通信装置10は、第1実施形態において説明した方法により、新たな通信経路を使用した通信を行ってもよい。
If route information of another communication route is not stored in the storage unit 2 (NO in step S13), the process ends. Thereafter, the
これに対して、記憶部2に他の通信経路の経路情報が記憶されている場合(ステップS13のYES)、処理はステップS14に進む。 On the other hand, when route information of another communication route is stored in the storage unit 2 (YES in step S13), the process proceeds to step S14.
ステップS14において、切替え部3は、収集部6が収集した接続情報に基づいて、記憶部2に経路情報を記憶された他の通信経路が接続可能であるか判定する。当該判定は、ステップS12と同様の方法で行うことができる。他の通信経路の接続情報は、ステップS11において収集されてもよいし、ステップS14において収集されてもよい。
In step S <b> 14, the
記憶部2に記憶された他の通信経路が全て接続不能である場合(ステップS14のNO)、処理は終了する。以降、通信装置10は、マルチホップネットワークから切断される。あるいは、通信装置10は、第1実施形態において説明した方法により、新たな通信経路を使用した通信を行ってもよい。
If all the other communication paths stored in the
これに対して、記憶部2に記憶された他の通信経路の少なくとも1つが接続可能である場合(ステップS14のYES)、処理はステップS15に進む。
On the other hand, when at least one of the other communication paths stored in the
ステップS15において、切替え部3は、接続可能と判定された通信経路03を、通信データの転送に使用する通信経路として選択する。接続可能な他の通信経路が複数ある場合には、切替え部3は、例えば、接続情報に基づいて接続性が最も良好な通信経路や、サーバ(ルートノード)までのホップ数が最も少ない通信経路を選択する。
In step S15, the
ステップS16において、切替え部3は、選択した通信経路03の優先度を1に変更する。また、切替え部3は、通信経路01,02の優先度を0に変更する。これにより、使用する通信経路が通信経路03に切替えられる。
In step S <b> 16, the
以降、制御部4は、通信経路03を使用して通信データを転送する。すなわち、通信データを、通信経路03の次ホップである通信装置12に転送する。
Thereafter, the
以上説明した通り、本実施形態によれば、使用中の通信経路の接続性がない、あるいは低い場合、通信装置10は接続可能な他の通信経路を自動的に選択し、サーバ(ルートノード)と通信することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the connectivity of the communication path in use is not high or low, the
(第4実施形態)
第4実施形態に係る通信装置10について、図11〜図15を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置10は、通信規約としてRPL(IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)を採用したマルチホップネットワークを構成する。
(Fourth embodiment)
A
まず、図11を参照して、図2の通信装置11〜13が構成するマルチホップネットワークに通信装置10が参加する際の、通信装置10の通信経路を設定する方法について説明する。以下では、通信装置11,12は通信装置10の隣接ノード、通信装置13はルートノード(サーバ)であるものとする。
First, a method for setting a communication path of the
通信装置10は、隣接ノード(通信装置)11,12に、DIS(DODAG Information Solicitation)をマルチキャストで送信する。DISは、受信したノードにDIO(DODAG Information Object)の送信を要求するメッセージである。DISを受信した隣接ノード11,12は、通信装置10に、DIOを送信する。
The
DIOは、マルチホップネットワークのトポロジーであるDODAG(Destination Oriented Directed Acyclic Graph)に関するDODAG情報を通知するメッセージである。ここで、図12は、DIOのフォーマットの一例を示す図である。図12に示すように、DIOは、DODAG情報として、RPL Instance ID、Version number、Rank、G、MOP、Pfr、DTSN、Flags、及びDODAGIDを通知する。 The DIO is a message for notifying DODAG information related to DODAG (Destination Oriented Directed Acyclic Graph) which is a topology of a multi-hop network. Here, FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a DIO format. As shown in FIG. 12, the DIO notifies the RPL Instance ID, Version number, Rank, G, MOP, Pfr, DTSN, Flags, and DODAGID as DODAG information.
RPL Instance IDは、RPLの各インスタンスに与えられる識別子である。RPL Instance IDのデータ長は、1バイトである。RPL Instance IDは、最上位ビットが0のときグローバルなインスタンスを示し、1のときローカルなインスタンスを示す。RPL Instance IDは、経路識別子として用いることができる。 RPL Instance ID is an identifier given to each instance of RPL. The data length of the RPL Instance ID is 1 byte. The RPL Instance ID indicates a global instance when the most significant bit is 0, and indicates a local instance when it is 1. The RPL Instance ID can be used as a route identifier.
Version number(バージョン番号)は、各通信経路のバージョンである。バージョン番号のデータ長は、1バイトである。バージョン番号は、経路識別子として用いることができる。 Version number (version number) is the version of each communication path. The data length of the version number is 1 byte. The version number can be used as a path identifier.
Rank(ランク値)は、ルートノードまでのホップ数である。ランク値が小さい程、ルートノードに近いことを意味する。ルートノードのランク値は0である。RPLでは、このランク値に基づいて、通信経路が設定される。Rankのデータ長は2バイトである。 Rank (rank value) is the number of hops to the root node. The smaller the rank value, the closer to the root node. The rank value of the root node is 0. In RPL, a communication path is set based on this rank value. The data length of Rank is 2 bytes.
Gは、ルートノードとの接続性を示す。Gのデータ長は1ビットである。Gは、第3実施形態における接続情報として用いることができる。 G indicates connectivity with the root node. The data length of G is 1 bit. G can be used as connection information in the third embodiment.
DODAGIDは、ルートノードのIPv6アドレスである。DODAGIDのデータ長は16バイトである。DODAGIDは、経路識別子として用いることができる。 DODAGID is the IPv6 address of the root node. The data length of DODAGID is 16 bytes. DODAGID can be used as a route identifier.
隣接ノード11,12から上述のようなDIOを受信した通信装置10は、DIOに含まれる各隣接ノード11,12のランク値などに基づいて、ルートノード(通信装置)13への通信経路01を設定する。通信装置10は通信経路01を設定すると、設定された通信経路01のルートノード13にDAO(Destination Advertisement Object)を送信する。DAOは、通信装置10の次ホップ(親ノード)を通知するメッセージである。DAOを受信することにより、ルートノード13は通信装置10の次ホップを取得することができる。
The
DAOを受信したルートノード13は、通信装置10に、DAO_ACKを送信する。DAO_ACKは、DAOを受信したことを通知するメッセージである。通信装置10がDAO_ACKを受信すると、通信経路01の設定が完了する。以降、通信装置10は、通信経路01を使用して通信データを転送することができる。
The
また、通信経路01の設定の際、通信装置10は、隣接ノード11,12から受信したDIOにより通知されたDODAG情報を、経路情報として記憶部2に記憶する。
When setting the
次に、本実施形態に係る通信装置10の動作について、図13〜図15を参照して説明する。図13は、本実施形態に係る通信装置10の動作を示すフローチャートである。以下では、通信装置10は、サーバA(ルートノード)までの通信経路を設定されており、当該通信経路を設定する際に使用したDODAG情報(DODAG1)を記憶しているものとする。本実施形態においては、経路情報は2段階の優先度を含み、RPL Instance IDの最上位ビットが経路情報の優先度を表す。
Next, operation | movement of the
図14は、通信装置10の記憶部2に記憶されたDODAG1(経路情報)の一例を示す図である。図14に示すように、DODAG1には、RPL Instance IDと、DODAGIDと、バージョン番号と、通信装置10のランク値と、隣接ノードのアドレス及びランク値と、が含まれる。ランク値が0の通信装置はサーバAである。図14によれば、サーバAのアドレスは、2001::1である。また、DODAGIDは、サーバAのアドレスである。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of DODAG1 (path information) stored in the
通信装置10は、他の通信装置からDIOを受信すると、図13に示す、通信経路の切替え動作を開始する。
When the
ステップS17において、取得部5は、受信したDIOにより通知されたDODAG情報(DODAG2)を取得する。 In step S17, the acquisition unit 5 acquires DODAG information (DODAG2) notified by the received DIO.
ステップS18において、切替え部3は、記憶部2に記憶されたDODAG1に含まれる経路識別子と、取得したDODAG情報に含まれる経路識別子と、を比較して、DODAG2が新たな経路情報であるか判定する。
In step S18, the
ここで、図15は、サーバBをルートノードとする通信経路のDODAG情報(DODAG2)の一例を示す図である。通信装置10がDODAG2を取得した場合、切替え部3は、DODAG1及びDODAG2のRPL Instance ID、DODAGID、バージョン番号、及びノードアドレス(サーバA,Bのアドレス)の少なくとも1つを経路識別子として用いることにより、当該判定を行うことができる。例えば、経路識別子がDODAGIDの場合、DODAG1のDODAGIDは2001::1であり、DODAG2のDODAGIDは2002::2であるから、切替え部3は、DODAG2は新たな経路情報であると判定する。
Here, FIG. 15 is a diagram illustrating an example of DODAG information (DODAG2) of a communication path having the server B as a root node. When the
取得したDODAG2が新たな経路情報でない場合(ステップS18のNO)、処理は終了する。以降、制御部4は、DODAG1により設定された通信経路を使用して、通信データを転送する。したがって、通信装置10の通信データは、サーバAまで転送される。
If the acquired DODAG2 is not new route information (NO in step S18), the process ends. Thereafter, the
これに対して、取得したDODAG2が新たな経路情報である場合(ステップS18のYES)、処理はステップS19に進む。 On the other hand, when the acquired DODAG2 is new route information (YES in step S18), the process proceeds to step S19.
ステップS19において、記憶部2は、取得したDODAG2を記憶する。
In step S19, the
ステップS20において、切替え部3は、DODAG2のインスタンスがローカルであるか判定する。すなわち、切替え部3は、DODAG2のRPL Instance IDの最上位ビットが1であるか判定する。
In step S20, the
DODAG2のインスタンスがグローバルであった場合(ステップ18のNO)、すなわち、DODAG2のRPL Instance IDの最上位ビットが0であった場合、処理は終了する。以降、制御部4は、DODAG1により設定された通信経路を使用して、通信データを転送する。したがって、通信装置10の通信データは、サーバAまで転送される。
If the instance of DODAG2 is global (NO in step 18), that is, if the most significant bit of the RPL Instance ID of DODAG2 is 0, the process ends. Thereafter, the
これに対して、DODAG2のインスタンスがローカルであった場合(ステップ18のYES)、すなわち、DODAG2のRPL Instance IDの最上位ビットが1であった場合、処理はステップS21に進む。 On the other hand, if the instance of DODAG2 is local (YES in step 18), that is, if the most significant bit of the RPL Instance ID of DODAG2 is 1, the process proceeds to step S21.
ステップS21において、切替え部3は、DODAG2の優先度を1に変更する。また、切替え部3は、DODAG1の優先度を0に変更する。これにより、使用する通信経路がDODAG2により設定された通信経路に切替えられる。
In step S21, the
以降、制御部4は、DODAG2により設定された通信経路を使用して通信データを転送する。したがって、通信装置10の通信データは、サーバBまで転送される。制御部4は、取得したDODAG2を通知するDIOを、通信経路が切替えられた後、他の通信装置に転送してもよい。
Thereafter, the
以上説明した通り、本実施形態によれば、RPL Instance IDの最上位ビットを切替え指示情報として用いることにより、通信経路を切替えることができる。切替え指示情報は、これに限られず、例えば、ランク値、バージョン番号、DODAGIDなどであってもよい。 As described above, according to the present embodiment, the communication path can be switched by using the most significant bit of the RPL Instance ID as the switching instruction information. The switching instruction information is not limited to this, and may be a rank value, a version number, DODAGID, or the like, for example.
なお、本実施形態において、DODAG情報は、切替え指示情報として用いられたが、第1実施形態や第3実施形態における経路情報や接続情報として用いることも可能である。これにより、第1実施形態及び第3実施形態に係る通信装置を実現することができる。 In the present embodiment, the DODAG information is used as switching instruction information. However, the DODAG information can also be used as route information and connection information in the first embodiment and the third embodiment. Thereby, the communication apparatus which concerns on 1st Embodiment and 3rd Embodiment is realizable.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
1:通信データ保持部、2:通信経路記憶部、3:通信経路切替え部、4:通信制御部、5:切替え指示取得部、6:接続情報収集部、10〜14:通信装置 1: communication data holding unit, 2: communication path storage unit, 3: communication path switching unit, 4: communication control unit, 5: switching instruction acquisition unit, 6: connection information collection unit, 10-14: communication device
Claims (9)
ルートノードまでの通信経路を特定する識別子と、前記通信経路における通信データの宛先を示す宛先情報と、を含む経路情報に基づいて、前記通信データの転送に使用する前記通信経路を切替える切替え部と、
前記切替え部により切替えられた前記通信経路の前記宛先に対して、前記通信データを転送する制御部と、を備え、
前記切替え部は、新たな経路情報を取得した場合、前記通信データの転送に使用する通信経路を、前記新たな経路情報が示す通信経路に切替え、
前記新たな経路情報が示す経路情報のルートノードは、前記経路情報が示す前記通信経路の前記ルートノードと異なる
通信装置。 A communication device constituting a multi-hop network,
A switching unit that switches the communication path used for transfer of the communication data based on path information including an identifier that identifies a communication path to the route node and destination information that indicates a destination of communication data in the communication path; ,
A control unit that transfers the communication data to the destination of the communication path switched by the switching unit ;
When the switching unit acquires new route information, the switching unit switches the communication route used for transferring the communication data to the communication route indicated by the new route information,
The route device of route information indicated by the new route information is different from the route node of the communication route indicated by the route information .
前記切替え部は、前記経路情報が示す前記通信経路よりも優先度が高い通信経路の経路情報を取得した場合、前記通信データの転送に使用する前記通信経路を、前記優先度が高い前記通信経路に切替える
請求項1に記載の通信装置。 The route information includes priority information indicating the priority of the communication route,
When the switching unit acquires path information of a communication path having a higher priority than the communication path indicated by the path information , the switching path uses the communication path used for transferring the communication data as the communication path having the higher priority. The communication apparatus according to claim 1 , wherein the communication apparatus is switched to.
請求項1〜請求項2のいずれか1項に記載の通信装置。 The identifier, server address, the border router address, and a communication apparatus according to any one of claims 1 to 2 comprising at least one of the RPL instance ID.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の通信装置。 The destination information, the communication device according to any one of claims 1 to 3 containing the address of the transfer destination to become another communication device of the communication data.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。 Further comprising: an obtaining unit obtaining a switching instructing switching instruction to a predetermined communication path, wherein the switching unit includes a communication route used for transfer of the communication data, designated by the switching instruction the acquisition unit has acquired a communication device according to any one of claims 1 to 4 to switch to the communication path.
前記切替え部は、前記収集部により収集された接続情報に基づいて、前記通信データの転送に使用する通信経路を切替える
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の通信装置。 A collection unit for collecting connection information indicating connectivity of the communication path;
The switching unit, based on the collected connection information by the collecting unit, a communication device according to any one of claims 1 to 5 for switching a communication path to be used for transfer of the communication data.
請求項6に記載の通信装置。 The switching unit, when it is determined that the unreachable the communication path in use on the basis of the connection information, the communication path to be used for transfer of the communication data, switches the connectable communication path based on the route information The communication apparatus according to claim 6 .
請求項6又は請求項7に記載の通信装置。 The connection information communication apparatus according to claim 6 or claim 7 comprising at least one of the number and the ICMP error notification failed to transfer the communication data.
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